Коммутация слаботочных сигналов с помощью ADG609 Опции

[Kovrov]

Господа, нужна консультация:
требуется произвести ряд измерений напряжений аккумуляторной батареи:
1) напряжение самой АБ
2) напряжние положительного полюса относит земли
3) напряжение отрицательного полюса относит земли
Диапазон измерений 110..300в
В теории вижу так:
взять 2х канальный мультиплексор ADG609 (4*2 канала)- однополярное питание.
непосредственно с делителя завести на 3 канала MUX

в чем сомнения:
1) нужно довольно высокое входное сопротивление устройства не менее 2 мОм
из за чего ток через делители (по + и -) около 50 мкА
2) как все эти микротоки пропустит через себя мультиплексор (собственные внутренние утечки итд итп) ?

опыта с этими мультиплексорами особо небыло..

как то так..

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alexunder]

в чем сомнения:
1) нужно довольно высокое входное сопротивление устройства не менее 2 мОм
из за чего ток через делители (по + и -) около 50 мкА
2) как все эти микротоки пропустит через себя мультиплексор (собственные внутренние утечки итд итп) ?

1) ИМХО, такое вх. сопротивление - не проблема, КМОП же.
2) Токи утечки упомянутого мультиплексора на порядки меньше указанных Вами (доли наноампер). 50 мкА - это громадный ток, мне приходилось коммутировать единицы нА похожим мультиплексором AD438.

[Kovrov]

2) Токи утечки упомянутого мультиплексора на порядки меньше указанных Вами (доли наноампер). 50 мкА - это громадный ток

да по даташиту там все гладко
но на практике как?
жмет меня чтото
завтра попробую на коленках протестить

мне приходилось коммутировать единицы нА похожим мультиплексором AD438.

чето я такого даже не нашел

[alexunder]

да по даташиту там все гладко
но на практике как?
жмет меня чтото
завтра попробую на коленках протестить

Попробуйте "таракашку" собрать. Думаю, взлетит (в хорошем смысле) .
Если интересно, у AD есть апп ноутсы и обучающие материалы неплохие, где разные моменты разжеваны. Вот, например Analog Switches and Multiplexers Basics. Еще парочку старых прицепляю.

чето я такого даже не нашел

ADG438 конечно же!

Прикрепленные файлы

 AN355.pdf ( 133.43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 52
 AN251.pdf ( 169.85 килобайт ) Кол-во скачиваний: 35

 

[Kovrov]

Если интересно, у AD есть апп ноутсы и обучающие материалы неплохие, где разные моменты разжеваны. Вот, например [url="http://electronix.ru

замечательная брошюра
спасибо

[Plain]

ток через делители (по + и -) около 50 мкА
2) как все эти микротоки пропустит через себя мультиплексор

Точность всей затеи определяют утечки изоляции между источником сигнала и измерителем, т.е. пара разрядов, в лучшем случае, но быстрее всё просто выгорит благодаря напрочь отсутствующей защите.

[Vishv]

Точность всей затеи определяют утечки изоляции между источником сигнала и измерителем, т.е. пара разрядов, в лучшем случае, но быстрее всё просто выгорит благодаря напрочь отсутствующей защите.

Что-то мне подсказывает, что в данном случае схема (приведенная ТС) в доп. защите не нуждается (особенно если внимательно посмотреть datasheet на ADG509).
Конечно же при условии, что все исправно и правильно управляется и не рассматриваются возможные аварийные ситуации (определяется системой в целом, а не только приведенным кусочком схемы).

[Kovrov]

пока больше всего волнует не защита
а получение не искаженного сигнала на выходе мултиплексора.

схемку рисовал для понятности что нужно скоммутировать..
честно говоря особо не вижу дополнительной объвязки защиты - ну разве что только цепь AGND

[Kovrov]

Не ребят, схема моя не рабочая..
спокойно перекурил все это..
открытый канал мультиплексора - это же не сухой контакт реле.
фактически потенциала между сток исток в канале нет т.к все болтается в воздухе..
-----

[Vishv]

Не ребят, схема моя не рабочая..
спокойно перекурил все это..
открытый канал мультиплексора - это же не сухой контакт реле.
фактически потенциала между сток исток в канале нет т.к все болтается в воздухе..
-----

Вот тут Вы ошибаетесь. Дело в том, что этот мультиплексор построен на КМОП структурах аналоговых ключей (P и N канальные транзисторы включенные параллельно).
Канал КМОП транзистора это просто управляемый напряжением резистор (в первом приближении, не считая эффектов второго порядка малости с точки зрения Вашей задачи).
Поэтому схема вполне даже...

[Tanya]

взять 2х канальный мультиплексор ADG609 (4*2 канала)- однополярное питание.
непосредственно с делителя завести на 3 канала MUX

Есть еще в природе реле...

[Kovrov]

Вот тут Вы ошибаетесь. Дело в том, что этот мультиплексор построен на КМОП структурах аналоговых ключей (P и N канальные транзисторы включенные параллельно).
Канал КМОП транзистора это просто управляемый напряжением резистор (в первом приближении, не считая эффектов второго порядка малости с точки зрения Вашей задачи).
Поэтому схема вполне даже...

увы, не работает..
для теста собрал
1) замкнул U pos и AGND
2) ! при не установленном ADG609: напряжение на R5=0в на R7=1.78в -> все идеально
3) подключаю мультиплексор : Питание 5в - однополярное, А0,A1 = low (канал1) ; линии выхода мультиплексора DA, DB не подключены (висят в воздухе)
4) R5= 0.125, R7= 0.253в
все перемешалось.

Есть еще в природе реле...

если только твердотельные
электромагнитные с временем коммутации 10-20 мС видеть не приходилось
:-)

[Tanya]

если только твердотельные
электромагнитные с временем коммутации 10-20 мС видеть не приходилось

Вы куда-то не туда глядели. А зачем Вам скорость?

[Kovrov]

много факторов.
там и фиксирование перенапряжения
там измерение сопротивления изоляции
--
опять же токи коммутации..
а главное ресурс эл.магнитного реле
вообщем реле это совершенноо не вариант.
-------
сейчас это задача решена с помощью 2х ОУ
не достающие данные получаю разницей от полученных данных.

[Tanya]

а главное ресурс эл.магнитного реле
вообщем реле это совершенноо не вариант.
-------
сейчас это задача решена с помощью 2х ОУ
не достающие данные получаю разницей от полученных данных.

Я вот так поняла, что вы не хотите вешать делители постоянно, дабы избежать разряда батарей.
А реле имеют ресурс порядка миллиона срабатываний.

[Plain]

все болтается в воздухе

Для понимания, чем это грозит, пририсуйте эквивалент помехи, т.е. натрите требуемые ГОСТ Р 51317.4.2-99 150 пФ кота эбонитовой палочкой до 8000 В статики и разрядите его через 330 Ом между AGND и +5 В.

Сообщение отредактировал Plain - Dec 5 2014, 09:32

[Kovrov]

Я вот так поняла, что вы не хотите вешать делители постоянно, дабы избежать разряда батарей.
А реле имеют ресурс порядка миллиона срабатываний.

даже если я буду мерить с частотой раз в сек
этого не достаточно
даже если раз в минуту:
на 2 года устройство?
------
батарея там промышленная и находится постоянно в подзаряде .
страшнее, что делители скажутся на общее сопротивление изоляции.

[Tanya]

батарея там промышленная и находится постоянно в подзаряде .
страшнее, что делители скажутся на общее сопротивление изоляции.

Тогда в чем проблема? Ставьте 100М - ток 1 мкА вас устроит?

[Kovrov]

Для понимания, чем это грозит, пририсуйте эквивалент помехи, т.е. натрите требуемые ГОСТ Р 51317.4.2-99 150 пФ кота эбонитовой палочкой до 8000 В статики и разрядите его через 330 Ом между AGND и +5 В.

Да я это отлчино понимаю
мало того для проведения подобных испытаний обладаю и генератором и наносек и микро сек помех и с оборудованным рабочим местом.
электростатики нет.
а зачем мне разряжать с гальванической связью на +5 вольт?
вообще речь не об методах защиты от помех.

Тогда в чем проблема? Ставьте 100М - ток 1 мкА вас устроит?

меня вообщем вполне устраивает и входное сопротивление 2,2 мом с током 45-50мкА как на схеме
меня не устравивает что схема не работоспособна.

[Plain]

зачем мне разряжать с гальванической связью на +5 вольт?

Обозначьте, что и с чем у Вас конкретно гальванически связано? Все три линии (Uab_pos, Uab_neg и AGND) задохлик-мультиплексор лихо соединяет с +5 В и цифровым общим как ему вздумается.

[Kovrov]

Обозначьте, что и с чем у Вас конкретно гальванически связано? Все три линии (Uab_pos, Uab_neg и AGND) задохлик-мультиплексор лихо соединяет с +5 В и цифровым общим как ему вздумается.

с каким +5?
давайте сначала.
нужно измерить сигналы U full, U pos, U neg
питание 1 полярное. ацп без смещения.
(пока все вопросы с помехами и защитой линий опустим)
вот на ум пришла схема с коммутатором.
собрал на макете - не работает.
начал вникать - получается связи общего провода (цифрового) с аналоговыми линиями нет, а добавление этой связи сводит на нет эту идею.

[Vishv]

Что же Вы разу не сказали, что гальваническая связь не допускается....
И кстати было бы очень интересно посмотреть как Вы решаете эту задачу с помощью "2-х ОУ", конечно же если это не что-то специфическое вроде изолирующих усилителей.

[Ruslan1]

Если гальваническая развязка необходима, то без реле сложно.
Посмотрите панасоник-мацушита сигнальные реле (сейчас и омрон тоже делает их полную копию).
механическую прочность гарантируют на 50 миллионов переключений, максимальное время переключения 3 миллисекунды.
Я применял панасониковские DS2E, у них механический ресурс 100 миллионов переключений.
Если этого мало и боитесь за ресурс переключений- поставьте хоть десяток в параллель и используйте по очереди, соответственно и гарантированный ресурс прибора повысите во столько раз сколько реле примените.

Но с реле и про акустику тоже думать нужно. это песня, когда сотен пять реле шелестят по очереди (мне их даже разнести по времени пришлось чтобы акустический удар уменьшить).

Ну или индивидуальные гальванически развязанные по цифре АЦП, с индивидуальными гальванически развязанными DCDC для питания. Сейчас это делается дешево и малогабаритно, если 1 кВ развязки достаточно.

Или гальванически развязанные операционники (но это не применял).

[Kovrov]

Да не нужна гальваноразвязка..
вся задумка - замерить отрицательные величины напряжения (U neg), неиспользовать смещение, и использовать 1 полярное питание.
поэтому и придумалось коммутатор на ADG
но схема, повторяюсь, не рабочая.
т.к если канал коммутатора открыт (вернее пара каналов) а толку то? общего провода то на линиях батереи нет..

[Tanya]

Да не нужна гальваноразвязка..
вся задумка - замерить отрицательные величины напряжения (U neg), неиспользовать смещение, и использовать 1 полярное питание.
поэтому и придумалось коммутатор на ADG
но схема, повторяюсь, не рабочая.
т.к если канал коммутатора открыт (вернее пара каналов) а толку то? общего провода то на линиях батереи нет..

Автор! Вы нас всех хотите запутать? Меня - удалось.
Попробуйте еще раз рассказать и нарисовать, что же и где Вы хотите измерить.
Тема переехала.

[Kovrov]

ну давайте сформулирую попроще
есть аккумуляторная батарея и заземление (Цепь AGND)
нужно померить :
1. напряжение между + и - батареи
2. напряжение между + и землей
3. напряжение между - и землей

пытался решить эту задачу с помощью мультиплексора.

Автор! Вы нас всех хотите запутать? Меня - удалось.

чем же я вас запутал?
а насчет схемы... даже не могу понять, что более подробно нужно нарисовать?
вроде все сомодостаточно.

[Plain]

нужно померить :
1. напряжение между + и - батареи
2. напряжение между + и землей
3. напряжение между - и землей

Соединяете Uneg с цифровым общим, также подключаете к нему два делителя с Upos и AGND и подаёте их выходы на два входа АЦП, а мультиплексор выкидываете.

И это, напоминаю, в отсутствие защит по-прежнему абстракция — всё выгорит, например, от первого же слесаря, пришедшего в пуховике с мороза глянуть на электролит.

[Kovrov]

допустим
как получить величину U pos?
разницей ?

зы:
какое бурное воображение: то кота эбонитовой палкой натереть, то слесарь в пуховике )))

[SM]

ну давайте сформулирую попроще
есть аккумуляторная батарея и заземление (Цепь AGND)
нужно померить :
1. напряжение между + и - батареи
2. напряжение между + и землей
3. напряжение между - и землей

А зачем мерить 1) когда есть 2) и 3) - это же банальная арифметика. Два канала АЦП относительно земли, и расчет между + и -.

[Kovrov]

А зачем мерить 1) когда есть 2) и 3) - это же банальная арифметика. Два канала АЦП относительно земли, и расчет между + и -.

на самом деле я уже писал об этом:

сейчас это задача решена с помощью 2х ОУ
не достающие данные получаю разницей от полученных данных.

это работает уже 8 лет
поверьте не идеальный вариант.
тут сказывается очень много факторов: нелинейность ацп, перетоки по плечам, требуется довольно скоростные измерения итд
----
ладно спасибо всем за поддержку.
вообщем для себя уже понял и писал о:

Не ребят, схема моя не рабочая..
спокойно перекурил все это..
открытый канал мультиплексора - это же не сухой контакт реле.
фактически потенциала между сток исток в канале нет т.к все болтается в воздухе..

вообщем тему можно удалить.